有机磷农药的氧化前处理研究

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当前农业生产大力发展,以有机磷农药为首的农药在我国粮食、蔬菜、水果中广泛使用,而大多数农药的不合理使用造成了环境和食品安全方面严重的问题,农药残留量超标的现象屡见不鲜。因此,选择高效、快速、简便、经济的农残快速检测方法具有巨大的实际使用价值和潜在的经济价值,也是解决我国食品农残检测的当务之急,更是当前全世界农残研究者的关注焦点。本研究对12种有机磷农药按照基团分类,比较了两类有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用,假设抑制差异出现的原因,结合氧化前处理对差异进行探索,最后通过GC-MS对有机磷农药进行结构定性确定了两大类有机磷农药之间的转化关系。研究结果如下:最适的胆碱酯酶显色反应体系为:50uL酶液+50uL碘化硫代胆碱+25uL显色剂DTNB。7种含P=S基团的有机磷农药对AChE的抑制率在15min抑制时间内呈现出线性关系,对BChE的抑制率与抑制时间之间的影响可以忽略;5种含P=O基团的有机磷农药对AChE的抑制与抑制时间无明显关系,3-15min的抑制时间内对BChE的抑制率影响较大,抑制率最大增加值达20%。综合考虑快检的目的,以及在尽可能短的时间内实现有机磷农药对AChE和BChE的最大抑制,确定12种有机磷农药对两种酶的最佳抑制时间为15min。对两种胆碱酯酶的敏感性进行比较分析,最终确定电鳗乙酰胆碱酯酶为本实验的最优酶原。将3种氧化剂的5个浓度分别对12种有机磷农药进行氧化前处理,通过最终抑制率进行筛选,确定浓度分别为0.05%次氯酸钙、3%溴水、1%双氧水。对比3种氧化剂在最优浓度下对12种有机磷的氧化作用,选取0.05%次氯酸钙作为本研究的最适宜氧化剂,并通过对氧化时间的探索,选定15min作为次氯酸钙对农药的最佳氧化时间。0.05%次氯酸钙对7种Ops进行15min氧化后,各自的抑制率都得到明显提高;对5种Ops氧化前处理后,前后抑制率并未发生显著性差异。次氯酸钙的加入使7种P=S基的Ops的半抑制浓度大大降低,对5种P=O基的Ops的IC50没有明显影响,使混标(8种Ops按照一定比列混合而成)的抑制率增大了30%及以上,半抑制浓度IC50值减小了3个数量级。三种含P=O基团的有机磷农药添加0.05%次氯酸钙进行15min前处理后再上机GC-MS检测,结果显示色谱峰都出现明显变化。经过各种定性鉴别分析,可以得出都有各自对应的氧化性物质生成。即含P=S基的有机磷农药在经过氧化剂的作用后抑制率增强的原因是对应的氧化性物质生成对酶有更大的抑制作用。乐果标准液的保留时间在11.487min,加入氧化剂后出现两个峰,经过对峰所在处的碎片离子和CAS号分析鉴定得出分别代表乐果和氧化乐果两种物质,原保留时间(11.487min)附近的峰即为乐果,保留时间为11.494,保留时间为7.655min处的物质为其氧化性物质——氧化乐果。毒死蜱标准液的保留时间为16.958min,经过氧化后生成的新物质的保留时间为14.561min,对新物质进行碎片离子、CAS号分析鉴别得出为毒死蜱氧化产物——氯吡硫磷一氧。马拉硫磷标准液的保留时间为14.560min,经过氧化后出现两个色谱峰,脑瘤时间分别为14.073min和8.050min。对两个峰进行碎片离子、CAS号分析鉴别,得出保留时间为8.050min处的物质为马拉硫磷氧化产物——马拉氧磷,保留时间为14.073min处的物质为马拉硫磷。
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